왓슨과 크릭도 예상치 못한 DNA 세상 열린다

2013.04.30 18:03

▲ 왼쪽 그림은 대장균. 대장균은 일반 세포보다 증식 속도가 무척 빨라 20~30분마다 두 배로 늘어난다. 이론적으로 10시간만 지나면 1만 마리가 5억 마리가 넘을 정도로 빠르게 증식하므로 돌연변이를 만들기 쉽고, 시간도 얼마 안 걸린다. 이런 장점 덕분에 대장균이 다양한 물질을 만드는 미생물로 인기를 얻고 있다(동아일보DB 제공). 오른쪽은 어린이과학동아에서 DNA 특집 기사에 맞춰 제작한 일러스트(임성훈 제공).


이달 23일은 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 이중나선 구조를 발견해, 네이처에 논문을 발표한지 60주년이 되는 날이다. 60년이 지난 지금 DNA 연구는 어디까지 발전했고, 유전자 기술은 미래 생활을 어떻게 바꿀까?

●DNA 연구가 100m 달리기라면 지금은 80m

DNA 연구를 100m 달리기로 비유하면 지금은 어디쯤 왔을까? 서울대 의대 서정선 교수와 한국생명공학연구원 유향숙 자문위원은 80m 정도 지나왔다고 입을 모았다.

다윈의 진화론과 멘델의 유전법칙을 출발선으로 본 서 교수와 유 위원은 왓슨과 크릭이 DNA 이중나선 구조를 발표 시점을 50m쯤으로 봤다. 또 인간게놈 프로젝트로 70m를 지나, 개인별 게놈 프로젝트가 한창인 지금은 80m쯤이란 것이다. 100m 결승점은 유전자 정보가 질병 치료에 적용되는 시점이다.

전문가들은 이 때가 되면 맞춤의학과 몸의 변화를 DNA로 미리 아는 예방의학이 보편화돼, 질병으로 시름하는 이들이 줄 것으로 예상한다. DNA칩으로 1년에 한 번씩 받는 건강검진을 대신하고, 개인별 유전자 차이, 음식과 영양과의 관계를 명확히 밝혀 DNA 검사로 체질에 따라 개인별 맞춤 식사가 가능해진다는 것이다.

●뭐든지 다 만드는 유전자 변형 미생물

DNA 연구는 이미 우리 생활을 바꾸고 있다.

미국 캘리포니아 버클리대 제이 키슬링 교수팀은 유전자를 변형시킨 대장균이나 효모를 이용해 말라리아 치료제를 효율적으로 생산하는 방법을 찾아냈다. 기존에는 200년된 나무에서 말라리아 치료제 아르테미시닌을 겨우 환자 한 명을 1년 동안 치료할 수 있는 양 밖에 얻을 수 없었다.

그러나 유전자를 변형시킨 미생물을 이용하면 단백질을 이루는 아미노산부터 시작해서 화학물질이나 연료, 의약품까지 만들 수 있다. 이론적으로는 생물이 만들던 물질이나 생명체를 재료로 한 물질은 모두 만들 수 있다. 실제로 석유를 대체할 바이오연료와 강철보다 단단한 거미줄은 이미 상용화 단계로 가고 있다.

또 미생물이 만드는 물질은 환경오염이 적어 환경친화적이다. 화석 연료에서 추출해 만든 플라스틱은 가볍고, 싸고, 썩지 않는 장점이 있어서 널리 쓰이는데, 썩지 않는 성질이 오히려 환경을 오염시킬 수 있다. 반면 미생물은 평상시는 아주 단단하고 썩지 않지만, 사용하고 버리면 흙에서는 분해되는 생분해성 플라스틱을 만든다. 미생물이 옷이나 플라스틱처럼 생활에서 널리 쓰이는 물질을 본격적으로 생산하면, 주위의 물건 대부분이 친환경적인 제품으로 바뀔 것이다.

어린이과학동아 4월 15일자 특집 ‘왓슨과 크릭도 상상 못한 DNA 세상’에서는 사람의 유전자 수가 쥐나 쌀보다 적다는 DNA와 유전자에 대한 기본 정보부터, 반달가슴곰 장군이와 반돌이가 지리산에서 쫓겨난 이유, 음식물 쓰레기 걱정도 없앨 수 있다는 이야기까지 만날 수 있다. 또 유전공학이 그려낼 미래와 우려에 대해서도 토론할 수 있는 읽을거리도 있다.

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